I det första framgångsrika försöket att kalibrera valrossräkningar från satellitbilder använde forskare drönare för att validera djurräkningar på Svalbard, Norge. På denna internationella dag för biologisk mångfald beskriver forskarna hur denna studie är ett stort steg mot att använda satellitbilder som en icke-invasiv metod för att övervaka valrossar i Arktis.
Forskare från British Antarctic Survey (BAS), Norska Polarinstitutet (NPI) och WWF besökte Sarstangen, ett sandspinne på Spetsbergens västra stränder i Svalbards skärgård, Norge sommaren 2022. Valrossar är kända för att samlas på denna strand under sommarmånaderna.
Teamet samlade in drönarbilder av valrossar som dragits ut på stränderna, nästan samtidigt med en Maxar Intelligence WorldView-3-satellitbild som togs med tre olika rumsliga upplösningar:50 cm, 30 cm och 15 cm HD. Det 15 minuter långa gapet mellan drönaren och satellitbilderna, tillsammans med visuell bekräftelse från teamet på marken, gjorde det möjligt för forskare att validera antalet valrossar i satellitbilderna.
Resultaten publiceras i tidskriften Remote Sensing in Ecology and Conservation . Drönarna flögs på säkert avstånd från valrossarna, både på marken och i himlen, för att undvika att störa de ikoniska djuren.
Valrossexperter och medborgarforskare räknade antalet valrossar i satellitbilden vid var och en av de tre rumsliga upplösningarna, och i drönarbilden där valrossarna är mycket tydligare och lättare att identifiera. Antalet räknade valrossar jämfördes sedan.
Forskare fann att både experter och medborgarforskare underräknade valrossarna i satellitbilderna något, och att bilden med 30 cm rumslig upplösning gav de mest exakta resultaten från de tre satellitbilderna. Genom att jämföra antalet medborgarforskare och experter kan resultaten kalibreras och vi kan nu börja bygga en bättre förståelse för valrosstal.
Valrossar står inför klimatkrisens verklighet:Deras arktiska hem värms upp nästan fyra gånger snabbare än det globala genomsnittet och cirka 12 % av sommarens havsis försvinner per decennium.
För att hjälpa till att säkra valrossarnas framtid arbetar BAS, WWF och deras regionala arktiska vetenskapspartners för att bättre förstå dessa arktiska djur genom att använda rymdsatelliter för att fånga tusentals högupplösta bilder av valrossar som samlats på den arktiska kusten i Kanada, Grönland och Norge. Bilderna tillhandahålls av Maxar Intelligence, en pålitlig källa för säker, exakt, geospatial intelligens.
Forskningsprojektet Walrus from Space, som lanserades 2020, söker allmänhetens hjälp att söka efter valrossar i tusentals Maxar-satellitbilder tagna från rymden, i syfte att lära sig mer om hur valrossar kommer att påverkas av klimatkrisen.
Mycket högupplösta satellitbilder erbjuder en icke-invasiv metod för att övervaka valrossar över hela deras utbredningsområde i Arktis, med mer frekventa och regelbundna undersökningar än vad som för närvarande är möjligt om man använder båtar eller flygplan. Dessutom tenderar valrossar att bli skrämda av ljud som kommer från dessa två plattformar. Därför finns det ett starkt skäl att utveckla icke-invasiva metoder för att övervaka valrossar, såsom satellitbilder.
Huvudförfattaren Dr. Hannah Cubaynes, ett djurliv från rymdforskare vid BAS, sa:"Att räkna valrossar från rymden kan revolutionera hur vi för närvarande övervakar dem. Det kan öka omfattningen och frekvensen av aktuella undersökningar, vilket hjälper oss att få en bättre insikt i hur Valrossar klarar sig i en föränderlig värld Men vi behöver veta hur exakta valrossräkningar från satellitbilder är.
"Tack vare lagets uthållighet kunde vi få en drönarebild på marken inom några minuter från en satellitbild tagen från rymden. Detta var helt oöverträffat och det bästa resultatet vi kunde ha hoppats på. Det här är en riktigt spännande utveckling för projektet – vilket ger oss nästan likadana satellit- och drönarebilder som vi kan använda för att kalibrera valrossräkningar från både experter och medborgarforskare."
Kit Kovacs &Christian Lydersen, seniorforskare vid Norska Polarinstitutet/Norsk Polarinstitutt sa:"Alla arktiska endemiska marina däggdjursarter påverkas negativt av den globala uppvärmningen genom förluster i sina havsishabitat. Detta ökar behovet av att övervaka populationer närmare att tillhandahålla data till förvaltningsmyndigheter för begränsnings- och bevarandeåtgärder.
"Men dessa djur är utspridda över stora områden och är därför logistiskt utmanande och mycket kostsamma att räkna med fartyg eller flygplan. Att kunna övervaka valrossar (och annat arktiskt vilda djur) med hjälp av satellitbilder skulle vara ett stort steg framåt."
Rod Downie, Chief Polar Advisor vid WWF-UK, sa:"Valrossar är en ikonisk art, av enorm kulturell betydelse för arktiska människor. De är stora, kraftfulla djur, men de är också allt mer sårbara för effekterna av klimatförändringar i takt med havet. is bokstavligen smälter ut under dem.
"Vad vi försöker göra är att bättre förstå valrossar, hur de reagerar på klimatkrisen nu och hur de kan reagera i en klimatförändrad framtid. Vi gör detta för att tillhandahålla bevis för att stödja bevarandet av arten över dess utbredningsområde. "
Anders Linder, GM för Maxar Intelligences internationella regeringsverksamhet sa:"British Antarctic Survey-forskare utnyttjar våra branschledande satellitbilder för att noggrant övervaka valrossarna i Arktis utan att störa dem.
"Denna fjärranalysdata ger en större förståelse för klimatförändringarnas effekter på deras isiga livsmiljöer, vilket stöder bevarandet av arten."
Mer information: Hannah C. Cubaynes et al, Valrossar från rymden:valross räknas i simultana fjärrstyrda flygplanssystem kontra mycket högupplösta satellitbilder, Remote Sensing in Ecology and Conservation (2024). DOI:10.1002/rse2.391
Tillhandahålls av British Antarctic Survey
